【技术实现步骤摘要】
一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法
本专利技术属于激光雷达的
；具体涉及一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法。
技术介绍
目前对于雾天成像的去雾处理主要集中在图像层面，包括基于雾天图像增强的算法如同态滤波算法和Retinex算法等，基于McCartney大气散射模型的雾天图像复原如基于深度关系的去雾处理以及被认为是当前最好的去雾方法——基于暗通道先验的去雾方法等，这些方法对修复图像各部分的颜色、提高图像对比度有较好的效果，但并不能直接用于Gm-APD激光雷达去雾处理，其一，激光雷达三维像的恢复更多的是追求距离值的准确而非对比度的提高，其二，Gm-APD激光雷达每一个像元都对应大量的回波数据，在进行图像去雾处理之前，需进行信号级目标提取进而重构出三维距离像。单光子探测的Gm-APD激光雷达，探测距离增加而时间分辨率有所下降，在穿过相同长度的雾并对雾后目标进行成像时，可用来进行Gamma模型参数估计的有效数据量降低，进而导致估计准确率降低。
技术实现思路
本专利技术...
【技术保护点】
1.一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法，其特征在于，所述透雾成像重构方法包括以下步骤：/n步骤1：确定雾天成像回波组成及其分布，所述雾天成像为雾天激光雷达接收到的光子；/n步骤2：根据步骤1的雾天成像回波组成及其分布，得到Gm-APD激光雷达的后向散射分布模型；/n步骤3：基于衰减系数计算公式或能见度经验公式，对步骤2得到的后向散射分布模型中的衰减系数μ进行测量计算；/n步骤4：将计算得到的衰减系数μ代入步骤2的后向散射分布模型中，并将代入衰减系数μ的后向散射分布模型进行极大似然估计，得到碰撞次数k的估计值；/n步骤5：通过碰撞次数k的估计值得到后向散射光子分布N
【技术特征摘要】
1.一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法，其特征在于，所述透雾成像重构方法包括以下步骤：
步骤1：确定雾天成像回波组成及其分布，所述雾天成像为雾天激光雷达接收到的光子；
步骤2：根据步骤1的雾天成像回波组成及其分布，得到Gm-APD激光雷达的后向散射分布模型；
步骤3：基于衰减系数计算公式或能见度经验公式，对步骤2得到的后向散射分布模型中的衰减系数μ进行测量计算；
步骤4：将计算得到的衰减系数μ代入步骤2的后向散射分布模型中，并将代入衰减系数μ的后向散射分布模型进行极大似然估计，得到碰撞次数k的估计值；
步骤5：通过碰撞次数k的估计值得到后向散射光子分布NB(bin)，对后向散射光子分布NB(bin)和回波光子分布N(bin)按最大值进行归一化，将两者的归一化结果相减，结果取大于零的部分，选定目标回波信号，采用公式(1)对目标回波信号进行拟合从而得到目标距离值R；
步骤6：对所有像元进行遍历计算，最终得到抑制雾的后向散射后的重构三维距离像Rxy。
2.根据权利要求1所述一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法，其特征在于，所述步骤1中光子包括：目标回波光子、后向散射光子和环境背景光子，所述目标回波光子的分布与发射激光脉冲波形和目标距离有关，所述目标回波光子的分布表达式为：
τ为激光脉宽，Ni为经过传输衰减后的光子数，R为目标距离，c为光速，t为光子传播时间；
环境背景光子Nn(t)在时间上的分布均匀不变，表示为：
Nn(t)≡a(2)
a为常数。
3.根据权利要求2所述一种基于单量估计的Gm-APD激光雷达透雾成像重构方法，其特征在于，对所述光子在雾中的传播时间中进行分析，
在ts时刻，光子传播距离为x，光子数为N；
发生一次碰撞后，在ts+dt时刻，光子传播距离为x+dx，光子数为N-dN；
若衰减系数为μm-1，光子传播速度为vm/s，则表示为，
-dN＝μNdx＝μNvdt(3)
根据公式(3)，N0为初始光子数，则光子随时间的衰减关系为：
N＝N0exp(-μvt)(4)
根据公式(3)和(4)，则光子传播时间分布概率密度p(t)为：
总传播时间k为碰...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙剑峰，高尚，姜鹏，刘迪，陆威，李思宁，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
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